实验三 PSCAD故障建模及仿真一

《工程系统建模》实验报告

《工程系统建模与仿真》实验报告

实验一扭摆法测定物体的转动惯量 实验名称 扭摆法测定物体的转动惯量 同组成员 学号姓名 XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX 三、实验器材 1）转动惯量测试仪 2）数字式电子台秤 3）游标卡尺 4）扭摆及几种有规则的待测转动惯量的物体：金属载物圆盘、塑料圆柱体、木球、验证转动惯量平行轴定理用的金属细杆，杆上有两块可以自由移 动的金属滑块。 四、实验原理 转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定形式运动，通过 表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系，进行转换测 量。本实验使物体作扭转摆动，动周期及其它参数的测定计算 出物体的转动惯量。 扭摆的构造如图1-1所示，在垂直轴1上装有一根薄片状 的螺旋弹簧以产生恢复力矩。在轴的上方可以装上各种待测物 体以降低摩擦力矩。3为水平仪，用来调整系统平衡。 将物体在水平面内转过一定角度9 后，在弹簧的恢复力矩作用下物体就 开始绕垂直轴作周期往返扭转运动。 根据虎克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M与所转 过的角度9成正比，即：M=-K9 ⑴ 上式中，K为弹簧的扭转常数。 由转动定律M= I卩得：萨M/I ⑵ 令J2=K/I，忽略轴承的 摩擦阻力矩，由式⑴、⑵得： d2K 2 dt2I 上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度 与角位移成正比，且方向相反。此方程的解为：9=Acos（3+?）。 式中，A为谐振动的角振幅，?为初相位角，①为角速度，此谐振动的周期由于摆 2,用垂直轴与支座间装有轴 承，

系统建模与仿真习题2

系统建模与仿真习题二 1. 考虑如图所示的典型反馈控制系统框图 (1)假设各个子传递函数模型为 66.031.05 .02)(232++-+=s s s s s G ，s s s G c 610)(+=，2 1)(+=s s H 分别用feedback （）函数以及G*Gc/(1+G*Gc*H)（要最小实现）方法求该系统的传递函数模型。 (2) 假设系统的受控对象模型为s e s s s G 23 )1(12 )(-+=，控制器模型为 s s s G c 32)(+=，并假设系统是单位负反馈，分别用feedback （）函数以及G*Gc/(1+G*Gc*H)（要最小实现）方法能求出该系统的传递函数模型？如果不能，请近似该模型。 2. 假定系统为： )(0001)(111000100001024269)(t u t x t x ????? ???????+????????????----= [])(2110)(t x t y = 请检查该系统是否为最小实现，如果不是最小实现，请从传递函数的角度解释该模型为何不是最小实现，并求其最小实现。 3. 双输入双输出系统的状态方程：

)(20201000)()(20224264)(75.025.075.125 .1125.15.025.025.025.125.425.25.025.1525.2)(t x t y t u t x t x ??????=????? ???????+????????????------------= （1）试将该模型输入到MATLAB 空间，并求出该模型相应的传递函数矩阵。 （2）将该状态空间模型转化为零极点增益模型，确定该系统是否为最小实现模型。如果不是，请将该模型的传递函数实现最小实现。 （3）若选择采样周期为s T 1.0=，求出离散后的状态方程模型和传递函数模型。 （4）对离散的状态空间模型进行连续变化，测试一下能否变回到原来的系统。 4. 假设系统的传递函数模型为： 222 )(2+++=s s s s G 系统状态的初始值为?? ????-21，假设系统的输入为t e t u 2)(-=。 （1）将该传递函数模型转化为状态空间模型。 （2）利用公式 ?--+=t t t A t t A d Bu e t x e t x 0 0)()()()(0)(τττ求解],0[t 的状态以及系统输出的解析解。 （3）根据上述的解析解作出s ]10,0[时间区间的状态以及系统输出曲线。 （4）采用lsim 函数方法直接作出s ]10,0[时间区间的状态以及系统输出曲线，并与（3）的结果作比较。 5. 已知矩阵 ???? ??????----=212332110A （1）取1:1.0:0=t ，利用expm(At)函数绘制求A 的状态转移矩阵，看运行的速度如何？ （2）采用以下程序绘制A 的状态转移矩阵的曲线，看运行的速度如何？ clc;clear; A=[0 1 -1;-2 -3 3;2 1 -2]; t=0:0.1:2; Nt=length(t);

【财务管理】经济管理系统建模上机实验报告新

班级：工商09-1 姓名：杜莹 学号：0910200105 时间： 辽宁工程技术大学上机实验报告

1SPSS的研究报告 1.1数据缺失值处理的过程（软件操作截图） 依次点击：transform—replacemisingvalues进入界面 将工作负荷导入NewVariable，并命名“组织支持缺失值”点击OK，即得到结果 1.2数据项目分析的方法和过程 a.量表中的反向题重新计分 依次点击：transform—recodeintosamevariables，进入界面

1.3数据信度检验的方法和过程 1.4数据效度检验的方法和过程 1.5数据相关分析的方法和过程 1.6数据回归分析的方法和过程 1.7对数据回归分析结果的解释 SPSS操作：Analyze→Regression→Linear 以情感耗竭为因变量，角色冲突为自变量进行一元线性回归分析模型总体参数表（ModelSummary）:AjustedRSquare是校正的判定系数，用来说明角色冲突进入回归方程，可解释情感耗竭的22.4%的变异量。判定系数越接近于1，表明回是平方和占总离差平方和的比例越大，用X的变动解释Y值变动的那部分就越多，回归效果就越好。 回归效果的方差分析表（ANOVA）：P＜0.05，则拒绝H0，即回归方程的回归效果显著。 回归系数及显著性检验表（Coefficients）：BETA为标准回归系数，T检验的P＞0.05，则接受原假设，即相应系数与0无显著差异；若P＜0.05，则拒绝原假设，即相应系数显著异于0。相应系数是否显著异于0也可看系数的95%的置信区间，若区间包含0，则相应系数为0。根据上述分析结果，写出回归方程。情感耗竭＝0.432角色冲突+2.081 1.8体会、收获和软件操作经验 经过运用spss对数据进行处理以及过程中遇到的问题，熟练地掌握了spss对于数据的各种操作过程，了解了如何将初始数据经过处理后去除非价值数据，变成于我们有用的有价值的数据，为决策做出一定的辅助作用。 通过对细微数据的处理和关注，能帮助我们培养细心，认真，严谨的科学精神，为以后的科研项目工作打下坚实的基础。

系统建模与仿真考试题

1.信息时代认识世界（科学研究）的三种方法是：理论研究、（_实验研究_）、（__ 仿真___）。 2.根据系统状态随时间变化是连续性还是间断性的，可将系统划分为（_连续系统_）、 （__离散系统__）。 3.系统仿真中的三个基本概念是系统、（__模型_）、仿真。 4.拟对某系统进行研究，首先要对系统作出明确的描述，即确定系统各个要素：实体、 属性、活动、（__状态_）、（_事件___）。 ?阶段性知识测试 5.系统仿真有三个基本的活动，即系统建模、仿真建模和（__仿真实验__），联系这 三个活动的是系统仿真的三要素，即系统、模型和计算机（硬件和软件）。 6.系统仿真的一般步骤是：（1）调研系统，明确问题、（2）（___设立目标，收集数据 __）、（3）建立仿真模型、（4）编制程序、（5）运行模型，计算结果、（6）（_统计分析，进行决策__） ?阶段性知识测试 7.仿真软件发展经历了四个阶段（1）高级程序语言阶段；（2）仿真程序包、初级仿 真语言阶段；（3）商业化仿真语言阶段；(4) （_一体化建模与仿真环境_）阶段。 8.常用的仿真软件有Arena、Automod、MATLAB、Promodel、（__WITNESS______）、 （______FLEXSIM___）。 9.求解简单系统问题的“原始”方法是（___解析解决____），借助（___实验__）可大大 提高该方法的效率和精度。 ?阶段性知识测试 10.排队系统可简化表示为A/B/C/D/E。其中A为到达模式；B为（服务模式）、C为服 务台数量、D为系统容量；E为排队规则。 11.常见的排队规则有：先到先服务、后到后服务、优先级服务、最短处理时间优先服 务、随机服务等。请以连线方式将下列排队规则名称的中英文对照起来。 先进先出FIFO 后进先出LIFO 随机服务SIRO 最短处理时间优先SPT 优先级服务PR ?阶段性知识测试 12.模型中，习惯称实体为成分。成分可分为主动成分和被动成分。请问排队系统中的 随机到达的顾客属于（主动）成分（主动/被动）。 13.事件是改变系统状态的瞬间变化的事情。一般指活动的开始和结束。事件可分为必 然事件（主要）、条件事件（次要）、系统事件。其中（______）一般不出现在将来事件表中（FEL）。 14.活动是具有指定长度的持续时间，其开始时间是确定。排队系统主要活动有 （_______）和服务活动。 ?阶段性知识测试 15.仿真时钟表示仿真时间的变量。Witness仿真系统中仿真钟用系统变量（TIME）表 示。 仿真策略，也称仿真算法。离散事件系统适用的仿真策略有（_事件调度法_）、活动扫描法、进程交互法、三阶段法等。 16.建立输入数据模型需要4个步骤：（1）从现实系统收集数据；（2）（_确定输入数据

系统建模与仿真实验报告

实验1 Witness仿真软件认识 一、实验目的 熟悉Witness 的启动；熟悉Witness2006用户界面；熟悉Witness 建模元素；熟悉Witness 建模与仿真过程。 二、实验内容 1、运行witness软件，了解软件界面及组成； 2、以一个简单流水线实例进行操作。小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。 三、实验步骤 仿真实例操作: 模型元素说明：widget 为加工的小部件名称；weigh、wash、produce、inspect 为四种加工机器，每种机器只有一台；C1、C2、C3 为三条输送链；ship 是系统提供的特殊区域，表示本仿真系统之外的某个地方； 操作步骤： 1：将所需元素布置在界面：

2：更改各元素名称： 如; 3:编辑各个元素的输入输出规则：

4: 运行一周（5 天*8 小时*60 分钟=2400 分钟），得到统计结果。5:仿真结果及分析： Widget： 各机器工作状态统计表：

分析：第一台机器效率最高位100%，第二台机器效率次之为79%，第三台和第四台机器效率低下，且空闲时间较多，可考虑加快传送带C2、C3的传送速度以及提高第二台机器的工作效率，以此来提高第三台和第四台机器的工作效率。 6：实验小结： 通过本次实验，我对Witness的操作界面及基本操作有了一个初步的掌握，同学会了对于一个简单的流水线生产线进行建模仿真，总体而言，实验非常成功。

系统建模与仿真习题3及答案

系统建模与仿真习题三及答案 1.已知系统 )24(32)(21+++=s s s s s G 、2 103)(2+-=s s s G 求G 1(s)和G 2(s)分别进行串联、并联和反馈连接后的系统模型。 解： clc;clear; num1=[2 3]; den1=[1 4 2 0]; num2=[1 -3]; den2=[10 2]; G1=tf(num1,den1); G2=tf(num2,den2); Gs1=series(G1,G2) Gp1=parallel(G1,G2) Gf=feedback(G1,G2) 结果： Transfer function: 2 s^2 - 3 s - 9 ------------------------------ 10 s^4 + 42 s^3 + 28 s^2 + 4 s Transfer function: s^4 + s^3 + 10 s^2 + 28 s + 6 ------------------------------ 10 s^4 + 42 s^3 + 28 s^2 + 4 s Transfer function: 20 s^2 + 34 s + 6 -------------------------------- 10 s^4 + 42 s^3 + 30 s^2 + s – 9 2.某双闭环直流电动机控制系统如图所示：

利用feedback( )函数求系统的总模型。 解： 模型等价为： 编写程序： clc;clear; s=tf('s'); G1=1/(0.01*s+1); G2=(0.17*s+1)/(0.085*s); G3=G1; G4=(0.15*s+1)/(0.051*s); G5=70/(0.0067*s+1); G6=0.21/(0.15*s+1); G7=(s+2)/s; G8=0.1*G1; G9=0.0044/(0.01*s+1); sys1=feedback(G6*G7,0.212); sys2=feedback(sys1*G4*G5,G8*inv(G7)); sys=G1*feedback(sys2*G2*G3,G9) 结果： Transfer function:

生产系统建模与及仿真实验报告

生产系统建模与及仿真 实验报告 实验一Witness仿真软件认识 一、实验目的 1、学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法； 2、学习生产系统的建模与仿真方法。 二、实验内容 学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法 三、实验报告要求 1、写出实验目的: 2、写出简要实验步骤； 四、主要仪器、设备 1、计算机（满足Witness仿真软件的配置要求） 2、Witness工业物流仿真软件。 五、实验计划与安排 计划学时4学时 六、实验方法及步骤 实验目的： 1、对Witness的简单操作进行了解、熟悉，能够做到基本的操作，并能够进行简单的基础建模。 2、进一步了解Witness的建模与仿真过程。 实验步骤： Witness仿真软件是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。它可以用于离散事件系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。目前已成功运用于国际数千家知名企业的解决方案项目，有机场设施布局

优化、机场物流规划、电气公司的流程改善、化学公司的供应链物流系统规划、工厂布局优化和分销物流系统规划等。 ◆Witness的安装与启动： ?安装环境：推荐P4 1.5G以上、内存512MB及以上、独立显卡64M以上显存，Windows98、Windows2000、Windows NT以及Windows XP的操作系统支持。 ?安装步骤：⑴将Witness2004系统光盘放入CD-ROM中，启动安装程序； ⑵选择语言（English）；⑶选择Manufacturing或Service；⑷选择授权方式（如加密狗方式）。 ?启动：按一般程序启动方式就可启动Witness2004，启动过程中需要输入许可证号。 ◆Witness2004的用户界面： ?系统主界面：正常启动Witness系统后，进入的主界面如下图所示： 主界面中的标题栏、菜单栏、工具栏状态栏等的基本操作与一般可视化界面操作大体上一致。这里重点提示元素选择窗口、用户元素窗口以及系统布局区。 ?元素列表窗口：共有五项内容，分类显示模型中已经建立和可以定义的模型元素。Simulation中显示当前建立的模型中的所有元素列表；Designer中显示当前Designer Elements中的所有元素列表；System中显示系默认的特殊地点；Type中

MATLAB Simulink系统建模与仿真 实验报告

MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真 实验报告 姓名：****** 专业：电气工程及其自动化 班级：******************* 学号：*******************

实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真 1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块： （1）无穷大功率电源模块（Three-phase source） （2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load） （3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch） （4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)） （5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement） （6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault） （7）示波器模块（Scope） （8）电力系统图形用户界面（Powergui） 按电路原理图连接线路得到仿真图如下： 1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置 1.2.1 电源模块 设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图：

1.2.2 变压器模块 变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图： 1.2.3 输电线路模块 根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图： 1.2.4 三相电压电流测量模块 此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图：

物流系统建模与仿真-考前复习题资料-共12页

物流系统建模与仿真考前复习题 1、名词解释（5*4分） （1）系统：系统是由若干可以相互区别、相互联系而又相互作用的要素所组成，在一定的阶层结构形成中分布，在给定的环境约束下，为达到整体的目的而存在的有机集合体。 （2）物流系统模型：物流系统模型是对物流系统特征要素、有关信息和变化规律的一种抽象表达，描述了系统各要素之间的相互关系、系统与环境之间的相互作用，以反映系统的某些本质。 （3）系统仿真：应用数学模型、相应的实用模型的装置、计算机系统、部分实物的仿真系统，对某一给定系统进行数学模拟、半实物模拟、实物模拟，以便分析、设计、研究这种给定系统；或者利用这种仿真训练给定系统的专业人员。 （4）离散事件系统：指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。离散事件动态系统，本质上属于人造系统 （4）实体：实体是描述系统的三个基本要素(实体、属性、活动)之一。在离散事件系统中的实体可分为两大类：临时实体及永久实体。在系统中只存在一段时间的实体叫临时实体。这类实体由系统外部到达系统，通过系统，最终离开系统。临时实体按一定规律不断地到达(产生)，在永久实体作用下通过系统，最后离开系统，整个系统呈现出动态过程。 （5）事件：事件就是引起系统状态发生变化的行为。从某种意义上说，这类系统是由

事件来驱动的。在一个系统中，往往有许多类事件，而事件的发生一般与某一类实体相联系，某一类事件的发生还可能会引起别的事件发生，或者是另一类事件发生的条件等，为了实现对系统中的事件进行管理，仿真模型中必须建立事件表，表中记录每一发生了的或将要发生的事件类型和发生时问，以及与该事件相联的实体的有关属性等。 （6）仿真时钟：仿真钟用于表示仿真时间的变化。离散事件动态系统的状态是在离散时间点上发生变化的，并且由于引起状态变化的事件发生时间的随机性，仿真钟的推进步长是随机的。如果两个相邻发生的事件之间系统状态不发生任何变化，则仿真钟可以跨过这些“不活动”周期。从一个事件发生时刻推进到下一事件发生时刻，仿真钟的推进呈跳跃性，推进速度具有随机性。 （7）事件调度法：仿真模型中的时间控制部件用于控制仿真钟的推进。在事件调度法中，事件表按事件发生时间先后顺序安排事件。时间控制部件始终从事件表中选择具有最早发生时问的事件记录，然后将仿真钟修改到该事件发生时刻。对每一类事件，仿真模型有相应的事件子程序。每一个事件记录包含该事件的若干个属性，其中事件类型是必不可少的，要根据事件类型调用相应的事件子程序。在事件子程序中，处理该事件发生时系统状态的变化，进行用户所需要的统计计算；如果是条件事件，则应首先进行条件测试，以确定该事件是否确能发生。如果条件不满足，则推迟或取消该事件。该事件子程序处理完后返回时问控制部件。 （8）进程交互法：一个进程包含若干个有序事件及有序活动。进程交互法采用进程描述系统，它将模型中的主动成分所发生的事件及活动按时间顺序进行组合，从而形成进程表，一个成分一旦进入进程，它将完成该进程的全部活动。 （9）连接：通过对象之间的连接定义仿真模型的流程，模型中对象之间是通过端口来

系统建模仿真实验一

生态平衡建模实验 姓名：冯雪 系别：自动化系 学号：SA14157014

生态平衡建模实验 1、目标 通过此实验了解系统动力学的仿真方法，学会用所学的建模理论来对实际问题进行建模，并对实际问题进行分析。对此生态平衡系统进行仿真实验，改变不同的控制参数，分析实验的结果，得出系统保持生态平衡的条件，为决策者决策提供理论分析基础。 2、原理 通过此次实验了解系统动力学的仿真方法，学会用所学的建模理论来对实际问题进行建模，并对实际问题进行分析。对此生态平衡系统进行仿真实验，改变不同的控制参数，分析实验的结果，得出系统保持生态平衡的条件，为决策者决策提供理论分析基础。系统动力学(System Dynamics)是美国麻省理工学院J.W 福雷斯特(JayW Forrester)教授创立的一门新兴学科。它按照自身独特的方法论建立系统的动态模型，并借助于计算机进行仿真，以处理行为随时间变化的系统的问题。系统动力学首先强调系统性的观点，以及联系、发展、运动的观点，是研究复杂系统，诸如:社会、经济、环境、人口、生态平衡、产业发展等的有效工具。系统动力学的研究对象主要是社会经济系统。社会经济系统的范围十分广泛，凡是涉及到人类的社会活动和经济活动的系统都属于社会系统。诸如本文要研究的人口系统、资源系统、环境系统、经济系统、科技系统、能源系统，都属于社会经济系统。系统动力学的基础是通过实验方法认识系统的行为，为管理决策者提供决策的依据。系统动力学仿真的基本步骤是： （1）明确建模目的 一般来说，系统动力学对社会系统进行仿真实验的主要目的是认识和预测系统的结构和设计最佳参数，为制定合理的政策提供依据。这一步的工作包括观察系统、专家咨询、收集数据资料等，在涉及具体对象系统时，应根据其要求，仿真目的有所侧重。 （2）确定系统边界 系统动力学是将研究对象视为一个系统来处理的。系统是一个相对的概念，相对于所研究问题的实质和建模的目的而言。一旦所要研究的问题的实质和建模的目的已经确定，系统也就确定了，其边界应该是清晰的和唯一的。确定了系统边界之后，才能确定系统的内生变量和外生变量。内生变量是由系统内部反馈结构决定的变量，外生变量是由影响环境因素确定的变量。系统动力学认为系统的行为是基于系统内部的种种因素而产生的，并假定系统的外部因素不给系统的行为以本质的影响，也不受系统内部因素的控制。 （3）因果关系分析 通过因果关系分析，要明确系统内部各要素之间的因果关系，并用表示因果关系的反馈回路来描述。所谓反馈是指：系统中某要素的增加，使受它影响的系统其他要素也发生变化（增加或者减少）。反馈环分为正反馈和负反馈，而正反馈环使系统表现为增长的行为，负反馈使系统表现为收敛的行为。系统动力学认为反馈环是构造系统的第一层次，其多少是系统复杂程度的标志。观察实际系统获得的信息首先用于这一层次。任意两个系统要素从因果关系来看必然是正因果

生产系统建模与仿真试卷(A卷)

上海海洋大学试卷 姓名：学号：专业班名： 一．简述题（共40分） 1.什么是事件？在单通道排队系统中，哪两个典型事件影响系统的状态？这两个典型事件分别发生时，可能会改变系统哪些状态？（5分） 事件是指引起系统状态发生变化的行为或者事情 在单通道派对系统中的典型事件是：顾客到达和服务结束 顾客到达发生，系统可能会由闲开始变为忙，可能引起队长发生变化 服务结束，系统的状态可能有忙变为闲，可能引起队长发生变化 2.分析FMS（柔性制造系统）中的实体、状态、事件和活动。要求每一项写出2个。（8分） 实体：机床、工件 状态：空闲、加工 事件：工件到达、加工结束 活动：工件到达与工件加工开始这之间的一段事件是一个活动

3．在排队模型中，假定用链表来存放排队等待服务的顾客。链表中只有“到达时间”这样的单属性，当前CLOCK ＝10，已用空间表和可用空间表的情形见下图1，并且任何时候队列中的顾客数不会超过4位。若已知排队系统中依次发生的事件如下表1。 请根据表1中列出的事件画出CLOCK ＝15，CLOCK ＝20，CLOCK ＝25时的已用空间表和可用空间表的情形（注意：画出的图形中必须标上行号）。（8分）

4．库存系统仿真中有哪4种类型的事件？当这4种事件同时发生时，系统如何处理4种事件？（4分） 1 货物到达 2 顾客需求 3 仿真结束 4 月初清库 5．请问输入数据分析的基本步骤有哪些，并简述各个步骤的基本内容？（6分） 输入数据收集 分布的识别 参数估计 拟合度检验 6．在稳态仿真中，哪两种方法能够提高仿真结果的精度？（4分） 重复运行次数和增加运行长度

第12章--MATLAB-Simulink系统仿真-习题答案

, 第12章 MATLAB Simulink系统仿真 习题12 一、选择题 1．启动Simulink后，屏幕上出现的窗口是（）。A A．Simulink起始页 B．Simulink Library Browser窗口 C．Simulink Block Browser窗口 D．Simulink模型编辑窗口 2．模块的操作是在（）窗口中进行的。D A．Library Browser B．Model Browser ( C．Block Editer D．模型编辑 3．Integrator模块包含在（）模块库中。B A．Sources B．Continuous C．Sinks D．Math Operations 4．要在模型编辑窗口中复制模块，不正确的方法是（）。B A．单击要复制的模块，按住鼠标左键并同时按下Ctrl键，移动鼠标到适当位置放开鼠标 B．单击要复制的模块，按住鼠标左键并同时按下Shift键，移动鼠标到适当位置放开鼠标 C．在模型编辑窗口选择Edit→Copy命令和Edit→Paste命令 D．右键单击要复制的模块，从快捷菜单中选择Copy命令和Paste命令 | 5．已知仿真模型如图12-41（a）所示，示波器的输出结果如图12-41（b）所示。 （a）仿真模型

（b ）示波器输出结果 图12-41 习题仿真模型及仿真结果 则XY Graph 图形记录仪的输出结果是（ ）。C A ．正弦曲线 B ．余弦曲线 C ．单位圆 D ．椭圆 】 二、填空题 1．Simulink （能/不能）脱离MATLAB 环境运行。 2．建立Simulink 仿真模型是在 窗口进行的。模型编辑窗口 3．Simulink 仿真模型通常包括 、系统模块和 三种元素。 信号源（Source ），信宿（Sink ） 4．由控制信号控制执行的子系统称为 ，它分为 、 和 。 条件执行子系统，使能子系统，触发子系统，使能加触发子系统。 5．为子系统定制参数设置对话框和图标，使子系统本身有一个独立的操作界面，这种操作称为子系统的 。封装（Masking ） % 三、应用题 1．利用Simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转换：9325f c T T = +。 2．利用Simulink 仿真)5cos 2513cos 91(cos 8)(2t ωt ωt ωπ A t x ++= ，取A=1，ω=2π。 3．设系统微分方程为 '(1)2y x y y =+??=? 试建立系统模型并仿真。 4．设计一个实现下面函数模块的子系统并对子系统进行封装。 Output = (Input1+ I nput2)×Input3-Input4

系统建模与仿真习题答案forstudents

第一章习题 1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？ 答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行试验，并借助专家经验知识，统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科学。 它所遵循的基本原则是相似原理。 1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区别？各有什么特点？ 答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，计算。它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。 仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。 1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？ 答: 通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。 1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？。 答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰，模拟仿真较数字仿真精度低 但模拟仿真具有如下优点： （1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。 （2）仿真速度极快，失真小，结果可信度高。 （3）能快速求解微分方程。模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。 （4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进

合工大系统建模计算机仿真试卷及答案

《系统建模与计算机仿真》研究生考试试卷 一、名词解释 1．系统：系统是指同类事物按一定的关系组成的整体。它包括工程系统、非工程系统、自然系统和人工系统。在定义一个系统时，首先要确定系统的边界，然后根据边界确定的系统的范围，边界以外对系统的作用称为输入，系统对边界以外的作用称为输出。系统三要素：实体、属性、活动。实体确定了系统的构成，也就确定了系统的边界；属性也称为描述变量，描述每一个实体的特征；活动定义了系统内部实体之间的相互作用，从而确定了系统内部发生变化的过程。 2．物理仿真：物理仿真也称实体仿真，其仿真过程是以真实系统的物理性质和几何形状相似为基础而其他性质不变来构造系统的物理模型（物理模型是用几何相似或物理类比方法建立的，它可以描述系统的内部特性，也可描述实验所需的环境条件），并在物理模型上进行实验的过程称为物理仿真。物理仿真优点是：直观、形象，也称为“模拟”；物理仿真缺点是：模型改变困难，实验限制多，投资较大。 3．分布交互仿真：分布交互仿真系统是一种基于计算机网络的仿真，其应用仿真理论、仿真计算机（或其他仿真设备）、通信网络、虚拟现实等技术广泛应用于军事领域，可支持作战人员训练、战术演练和武器装备论证，构造逼真的虚拟战场环境，进行作战任务的演练、指挥员训练、大规模武器系统作战效能评估等活动的先进的仿真技术。 4．并行计算：并行计算是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它有两种含义：①同时性，是指两个或多个时间在同一时刻发生在多个资源中；②并发性，是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生在多个资源中。 5．虚拟现实：虚拟现实通常是指采用头盔显示器、数据手套等一系列新型交互设备构造出来的用以体验或感知虚拟境界的一种计算机软硬件环境，用户使用这些高级设备以自然的技能向计算机发送各种指令，并得到环境对用户视觉、听觉、触觉等多种感官信息的实时反馈。 6．计算机仿真：利用计算机模拟真实环境进行科学试验的一种技术。 7．多媒体仿真：将数字、文字、声音、图形、图像和动画等各种媒体有机组合,并与先进的计算机通信和广播电视技术相结合,形成一个可组织、存储、操纵和控制多媒体信息的集成环境和交互系统的仿真技术。 8．半实物仿真：也称硬件在回路中的仿真或“实时”仿真。在条件允许下尽可能地在仿真系统中接入实物，这样更接近于实际情况，从而得到更确切的信息，这种将实物与在计算机上实现的控制对象的仿真模型联接在一起进行试验的技术，因为一半使用的是虚拟对象，一半使用的是实物对象，所以称为半实物仿真。在这种试验中，控制器的动态特性、静态特性和非线性因素等都能真实地反映出来，因此它是一种更接近实际的仿真试验技术。这种仿真技术可用于修改控制器设计，同时也广泛用于产品的修改定型、产品改型和出厂检验等方面。半实物仿真的特点是：①只能是实时仿真，即仿真模型的时间标尺和自然时间标尺相同。②需要解决控制器与仿真计算机之间的接口问题。③半实物仿真的实验结果比数学仿真更接近实际。二、简答题 1．数学模型的作用主要有哪些？并用方框图来表示。建模的主要目标又是什么？答：作用：①数学模型可以帮助人们不断地加深对客观世界的认识，并且启发人们去进行可以获得满意结果的试验。②数学模型有助于提高人们的决策能力和对客观

《系统建模与仿真》复习题样例 江苏大学

《系统建模与仿真》复习题样例：考试内容主要但不 限于如下内容 一、单项选择题(每题.5分,共32题) 1、下列哪个图标表示输送链Conveyor元素（C）。----序号17 A、 B、 C、 D、 2、某条生产线生产产品A，生产速率为1件/3分钟，生产的产品将送入仓库Buf 存储起来，假设生产线产出的第一件A在仿真时刻3，则运行至仿真时刻60，统计进入Buf的零件A的数量可以使用下面的函数(B)。----序号507 A、NPARTS(Buf) B、NPARTS(A) C、NPARTS2(Buf,A,1) D、APARTS(Buf) 3、一次能处理多个部件，即n个部件输入n个部件输出的是：（B ）。----序号218 A、单处理机 B、批处理机 C、装配机 D、生产机 4、在模型中有一属性元素process_time，表示不同的零件在某一机器上所需要的加工时间，那么，在机器详细设计中，对机器的加工时间cycle time栏中应输入（）----序号144 A、process_time B、process_time（） C、match D、cycle time 5、对缓冲器（buffer）中几个缓冲区用矩形框框起来的可视化设计，其所需要使用的可视化属性是（B ）。----序号134 A、name B、rectangle C、patch D、part queue 6、零件（part）到达系统的时间间隔规律在零件详细设计对话框的（ C）中进行设置。----序号148 A、type B、first arrival C、inter arrival D、to 7、有3个零件nut一次性进入系统缓冲区buf1中等待机器加工，机器加工该零部件的时间为3分钟，则计算Bmaxtime（buf1）的结果是（）。----序号261 A、3 B、6 C、8 D、9 8、可以用于机器（machine）输入（from）规则的是（ A）。----序号80 A、pull B、push C、send D、take 9、下列哪个图标表示时间序列曲线Timeseries元素（A ）。----序号21 A、 B、 C、 D、

系统建模实验一

生态平衡建模实验 系统描述：在一个封闭的海岛上，设有两个群体：1.狐狸(FOXES);2.啮齿动物（RODENTS）情况是： 1、狐狸出生后，需要八个月成长为成年狐狸，幼年狐狸每只(每月)要吃10 只啮齿动物，若没有吃的就饿死，幼年狐狸的出生率为4，成年狐狸死亡因素有两个，一是每只狐狸每月要吃60只啮齿动物，若没有吃的就要饿死，二是从仿真时间算起，十年之后，每月要被猎人打死4只。 2、啮齿动物RODY出生后，三个月即可长成为成年啮齿动物，啮齿动物的出 生率为0.8，如果幼年啮齿动物的父母死亡，则以短缺扶养和保护而死亡。 成年啮齿动物每月的死亡率有两个原因决定：一个是被狐狸吃掉，一个原因是总数超过100000(十万)只，则以水草不足而饿死。 一、实验目标 通过此实验了解系统动力学的仿真方法，学会用所学的建模理论来对生态平衡问题进行建模，并对生态平衡问题进行分析。 对此生态平衡系统进行仿真实验，改变不同的控制参数，分析实验的结果，得出系统保持生态平衡的条件，为决策者决策提供理论分析基础。 具体而言，需要采用合理的决策使整体生态系统中两类生物总数处于动态平衡，和谐相处。 初期目标：以啮齿动物为中心，狐狸为辅助因素进行研究，15年后啮齿动物数量稳定在90000只，狐狸也稳定在一定数目。 二、实验原理 系统动力学(System Dynamics)是美国麻省理工学院J.W 福雷斯特(JayW Forrester)教授创立的一门新兴学科。它按照自身独特的方法论建立系统的动态模型，并借助于计算机进行仿真，以处理行为随时间变化的系统的问题。系统动力学首先强调系统性的观点，以及联系、发展、运动的观点，是研究复杂系统，诸如:社会、经济、环境、人口、生态平衡、产业发展等的有效工具。 系统动力学的研究对象主要是社会经济系统。社会经济系统的范围十分广泛，凡是涉及到人类的社会活动和经济活动的系统都属于社会系统。诸如本文要研究的人口系统、资源系统、环境系统、经济系统、科技系统、能源系统，都属于社会经济系统。 系统动力学的基础是通过实验方法认识系统的行为，为管理决策者提供决策的依据。系统动力学仿真的基本步骤是： （1）明确建模目的 一般来说，系统动力学对社会系统进行仿真实验的主要目的是认识和预测系统的结构和设计最佳参数，为制定合理的政策提供依据。这一步的工作包括观察系统、专家咨询、收集数据资料等，在涉及具体对象系统时，应根据其要求，仿真目的有所侧重。

生物系统建模与仿真题目综合

根据质量守恒定律，血液中药物变化量等于该时刻药物进入血液速率与从血液排泄出去的速率之差，得： 由于静脉推注时输入f10=D δ(t) 得： 求解此微分方程，得： 那么，药物血药浓度为： 三、计算题 6.在标准状况下，常人进行一次有效呼吸约吸入500ml 空气，其中氧含量约为21%，二氧化碳含量为0.03%，经过一次气体交换呼出气体中氧含量变为15%，二氧化碳量占20%。 试求：呼出气体容量E V 、耗氧量2Q V 及二氧化碳产生量2CO V 解：呼出气体容量 E V =+-2O I V V 2CO V 其中耗氧量 2Q V =I ICO E ECO V F V F ..22-（其中F.为气体含量百分比） 其中吸入气体中二氧化碳量很少，在计算中可忽略不计，所以可得二氧化碳产生量为 2CO V =E ECO V V .2 由已知数据代入以上三式得： ? ?? ??=-?=+-=E CO E O CO O E V V V V V V V 2.015.050021.0500222 2 10 1011 )() (f t x k dt t dx +-=??? ??=-=+D x t x k dt t dx )0()() (11011t k De t x 01)(1-=t k e V D t C 011)(-=

可解得： ??? ??===ml V ml v ml V co o E 5.12195.136072 2 （2）（心电正问题）是研究心脏电兴奋在不同的心脏状态下是如何传播及形成体表电位的；（心电逆问题）是指从体表电位分布推断心脏内的电活动进程即求取心电源的分布。 计算题 主动脉模型中，有3个胸主动脉段内含有气囊，故在这三段的建模中，其容积下限设定为该段内气囊的瞬时体积。由于气囊的介入，在这三个胸主动脉段内产生血流等效粘滞阻力和惯性项。那么血流等效粘滞阻力和惯性项的计算公式是什么？ L n =L 0/(+) R n =R 0/[1.333r b +0.667 式中和分别为第n 段主动脉和其内气囊的半径。 L 0和R 0由下式给出 L 0=L* R 0=R* 1、建立模型一般过程为（实验设计）、（模型结构的确定）、（参数估计）、（模型验证）。 2、体温控制系统热交换系统需从热量在体内的(产生)、（传导）、（散出）过程中分析规律。 选择 1、古典生物膜理论建立基础是（A 、D ） A 、扩散 B 、布朗运动 C 、定向运动 D 、漂移 2、LFX 仿真能得到（A 、B 、D ）信息。 1、体表点位分布图 B 、12导联心电图C 、心磁D 、心脏兴奋时序图 3、半知模型称为（C ） A 、白箱 B 、黑箱 C 、灰箱 D 、透箱 以下几种算法哪一种训练神经网络收敛速度最快（ b ） A. 模拟退火算法 B.带有免疫算子的遗传算法 C.蒙特卡洛算法 D.遗传算法 2．以下那个选项不属于呼吸过程（ d ） A.外呼吸 B.气体在血液中的运输 C.内呼吸 D.琥珀酸循环 3．生物系统建模时常用四种模型是物理近似模型、物理模拟模型、图解文字或符号式模型、数学模型。 4.常用来解决非线性模式识别问题的生物系统模型是神经网络。 5.在标准状况下测得某人吸入空气后，呼出氧气16％ 氮气78％ 二氧化碳4％ 稀有气体1％ 较多的水汽。测得当时空气各成分含量氧气21％ 氮气78％ 二氧化碳0.03％ 稀有气体0.94％ 较少的水汽。假设吸入呼出气体体积不变。请计算呼吸气体交换比。 气体交换比R=[4%*(1-21%)]/(21%-21%*4%-4%)=1.96 选择： 1， 建立模型的步骤有：○ 1试验设计○2模型结构的确定○3参数估计

系统建模与仿真习题1及答案

系统建模与仿真习题一及答案 1. 有源网络如图所示 （1） 列些输出0u 与输入1u 之间的微分方程。 （2） Ω=101R 、Ω=52R 、Ω=23R 、Ω=34R 、F C 2=，在零初始条件下， 将（1）中的微分方程表示为传递函数、状态空间形式、零极点增益形式。 （3）求（2）中方程在输入1u 为单位阶跃响应下的输出曲线。 解： （1） 由运算放大器的基本特点以及电压定理 )4()3()(1 )2()()1(21320214213201 11R i R i u dt i i C u R i i u R i u R i u c c -=+= +++==? （3）式代入（2）式得： 42121320)()(1 R i i dt i i C R i u ++++=? （5） 消去中间变量21,i i 有 13 142430114131230111120)(1u R R R R R R u u R R dt u R R R R u R u C u R R u ++++++= ? 两边求导整理后得

（2） 代入数据可以得到微分方程为： 11007.02.610u u u u --=+ 程序如下： clc;clear; num=[-6.2 -0.7]; den=[10 1]; Gtf=tf(num,den) Gss=ss(Gtf) Gzpk=zpk(Gtf) 结果： Transfer function: -6.2 s - 0.7 ------------ 10 s + 1 状态空间形式： a = x1 x1 -0.1 b = u1 x1 0.125 c = x1 y1 -0.064 d = u1 y1 -0.62 Continuous-time model.